Zadanie 8
Matura z biologii, maj 2024, poziom rozszerzony
Wymaganie: VI.4 — kiełkowanie nasion, wpływ czynników.
VI.3 — budowa siewki dwuliściennej.
Treść zadania
Zadanie 8.
Okresy nasienne buka zwyczajnego (Fagus sylvatica) następują w odstępach 5–10 lat, a roczna wydajność produkowanych nasion jest zazwyczaj bardzo niska. Z tego powodu leśnicy gromadzą nasiona na zapas.
W 2017 roku przeprowadzono doświadczenie, w którym nasiona buka zwyczajnego zebrane w latach: 2000, 2008, 2009 i 2017. Nasiona zebrane w latach 2000, 2006 i 2009 przechowywano w jednakowych warunkach. Nasiona zebrane w 2017 r. wysiano od razu po zbiorze.
Na poniższym wykresie przedstawiono wyniki doświadczenia w postaci wartości średnich i odchyleń standardowego. Na zdjęciu obok przedstawiono siewkę buka zwyczajnego.
Wykres słupkowy: oś X – czas przechowywania nasion (lata): 0, 8, 11, 17; oś Y – siła kiełkowania nasion (%) od 0 do 100. Wartości: 0 lat ≈ 100%, 8 lat ≈ 70%, 11 lat ≈ 30%, 17 lat ≈ 5%. Słupki opatrzone odchyleniami standardowymi.
Zdjęcie siewki buka zwyczajnego z opisem: „pierwszy liść właściwy" oraz strzałka wskazująca strukturę oznaczoną literą X (mięsiste, owalne organy poniżej pierwszego liścia właściwego).
Na podstawie: beagle.milplare.nc; A. Małecka i in., Relationship between Mitochondria Changes and Seed Aging […], „Plant" 9, 2021.
Zadanie 8.1. (0–1)
Na podstawie przedstawionych wyników doświadczenia sformułuj wniosek dotyczący żywotności nasion buka zwyczajnego.
Zadanie 8.2. (0–1)
Podaj nazwę oraz określ funkcję tej struktury siewki buka zwyczajnego, którą oznaczono literą X na zdjęciu.
Nazwa: ...........................................................................................................................................
Funkcja: .........................................................................................................................................
Źródło: arkusz CKE MBIP-R0-100-2405. Otwórz oryginalny PDF
Rozwiązanie
8.1. Wniosek: żywotność (siła kiełkowania) nasion buka zwyczajnego maleje wraz ze wzrostem czasu przechowywania.
Dane:
- 0 lat → 100% (pełna żywotność).
- 8 lat → ~70%.
- 11 lat → ~30%.
- 17 lat → ~5% (znikoma).
Tendencja: monotoniczny spadek. Po ~17 latach niemal cała żywotność utracona — nasiona buka nie nadają się do długiego przechowywania (w przeciwieństwie do np. zbóż). To tłumaczy "leśniczy nie gromadzi nasion buka na zapas".
8.2. Struktura X = liścień (kotyledon).
Funkcje liścieni:
- Pierwszy organ fotosyntetyczny siewki (po wyłonieniu nad powierzchnię gleby, zazielenia się).
- Wykorzystanie zapasów (skrobia, lipidy z bielma/kotyledonów) do wzrostu zarodka, dopóki nie rozwinie pierwszych liści właściwych.
- Ochrona wierzchołka wzrostu pędu (pączek apikalny) w pierwszych dniach po kiełkowaniu.
Buk jest dwuliścienny (Magnoliopsida) → ma 2 liścienie.
Alternatywnie (jeśli X wskazuje na inny element):
- Korzeń główny (radikula): pobieranie wody i soli mineralnych + zakotwiczanie siewki.
- Hypokotyl: łącznik między korzeniem a liścieniami; rośnie podczas kiełkowania epigeicznego, wynosząc liścienie nad ziemię.
Pułapka 8.1 — wniosek bez kierunku. Klucz: MALEJE (kierunek zależności). Sama "zmienia się" = za mało.
Pułapka 8.1 — wskazanie konkretnych wartości zamiast ogólnej tendencji. CKE pyta o wniosek = uogólnienie, nie wyliczenie procentów.
Pułapka 8.2 — pomylenie liścienia z liściem właściwym. Liść właściwy = pierwszy "normalny" listek (charakterystyczne wcięcia buka). Liścień = prosty, owalny listek wykiełkowany jako pierwszy z nasiona. U buka liścienie są charakterystyczne — owalne, mięsiste, krótkotrwałe.
Strona arkusza CKE z trescia zadania
Klucz pojęciowy — budowa siewki
| Organ | Funkcja |
|---|---|
| Radikula (korzonek zarodkowy) | Pierwszy korzeń — pobiera wodę, zakotwicza |
| Hypokotyl | Łodyga między radikulą a liścieniami — wynoszenie liścieni przy kiełkowaniu epigeicznym |
| Liścienie (kotyledony) | U dwuliściennych: 2. U jednoliściennych: 1. Funkcja: zapas + pierwsza fotosynteza |
| Pierwsze liście właściwe | Po liścieniach, zwykle wyglądem przypominają liście dorosłej rośliny |
| Wierzchołek wzrostu pędu | Merystem apikalny — generator dalszych organów |
Dlaczego nasiona buka nie żyją długo?
Nasiona ortodoksyjne (zboża, słonecznik): mogą przeżyć dziesiątki lat przy niskiej wilgotności + niskiej T → banki nasion (Svalbard Global Seed Vault).
Nasiona rekalcytrantne (buk, dąb, kasztan, kakaowiec): WYSOKA wilgotność, NIE TOLERUJĄ wysychania. Zachowują żywotność tylko kilka lat. Przechowywanie wymaga warunków zbliżonych do gleby (wilgotne, chłodne, dobrze natlenione).
Skutki:
- Lasy bukowe regenerują się tylko w lata nasienne (mast years co 5-10 lat). Nie ma “banku nasion” w glebie jak u innych roślin.
- Sadzonki buka komercyjne pochodzą zwykle z świeżego zbioru rocznego.
Mechanizm: kiełkowanie buka
Pęcznienie: nasiono w glebie pobiera wodę, kotyle (zapas tłuszczowy) ulega aktywacji enzymatycznej.
Radikula przebija łupinę → wzrasta w dół (pozytywny geotropizm).
Hypokotyl wydłuża się, wynosząc liścienie nad ziemię (kiełkowanie epigeiczne).
Liścienie zielenią się, rozpoczyna się fotosynteza. Wykorzystywane są resztki zapasów.
Pierwsze liście właściwe rozwijają się z wierzchołka pędu między liścieniami. Liścienie zazwyczaj odpadają po kilku tygodniach.
Punktacja CKE
- 8.1. 1 pkt — wniosek z kierunkiem (maleje / spadek).
- 8.2. 1 pkt — nazwa (liścień) + funkcja (zapas + fotosynteza).
- Suma: 2 pkt.
Po co to umieć
Buk to klucz lasów strefy umiarkowanej Europy. Tworzy charakterystyczne lasy bukowe (Fagetum) — UNESCO Site (Bukowe puszcze Karpat, Bieszczady).
Lata nasienne:
- Co 5-10 lat masowy obrodzaj orzeszków bukowych.
- Mast seeding — strategia ewolucyjna: zalanie drapieżników (myszy, dzików) nasionami w roku obrodzaja → przeżywa ich więcej proporcjonalnie.
- W latach nie-nasiennych: drzewa “oszczędzają” zasoby, populacje drapieżników spadają (głód) → przygotowanie kolejnego roku obrodzaja.
Banki nasion:
- Svalbard Global Seed Vault (Norwegia, koło bieguna) — ~1 mln próbek nasion z całego świata. “Doomsday Vault” — bezpieczeństwo żywnościowe ludzkości.
- Niestety, nasiona rekalcytrantne (buk, dąb, kakaowiec) NIE są tam przechowywane — wymagają specjalnych warunków.
Ekologia buka w kontekście zmian klimatu: buk preferuje umiarkowanie wilgotne i chłodne lasy. Ocieplenie + susze (zmiana klimatu) → wycofywanie się buka na wschód i na większe wysokości. W południowych Niemczech już obserwuje się masowe zamieranie buków od 2018 r.
Rozumiesz, jak to rozwiązać?
Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji
matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „botanika, kiełkowanie, żywotność nasion, buk zwyczajny, siewka, liścienie" zrobisz samodzielnie.
Otwórz matury-online.pl